中国科大2019科技活动周展示超算如何改变临床医学

5月18-19日，中国科大计算机学院的“平平、安安、健健、康康”四位科普大使集体亮相，向社会公众展示了超级计算与人工智能、大数据分析等尖端和前沿计算机技术相结合将如何改变临床医学的未来。

“平平”展示了由超级计算机训练出来的医学影像阅片机器人，借助医学影像大数据智能分析引擎，辅助影像科医生提高阅片的速度和准确度；“安安”展示了可以在云端给心脏病人看病的心脏智能建模大师，通过云端智库构建心脏的三维量化精准模型，帮助医生实时判定心脏工作状态是否正常，使乡镇和边远地区的居民也能享受到大城市大医院才有的顶级专家的医疗服务；“健健”展示了可以为癌症病人做肿瘤放疗计划的智能助理，实现肿瘤放疗靶区和危及器官的自动勾画，大幅度减轻放疗科医生繁重和重复的劳动；“康康”展示了数字病理图片智能分析助理，实现数字病理全切片的多模态配准、恶性区域分割、恶性细胞计数，从而得到患者的Ki67增殖指数，帮助医生为患者提供更精准的放化疗方案和预后分析，解决人工病理分析存在的主观、耗时、无法定量、缺乏一致性等缺陷。

近年来，一方面随着计算机技术的发展，特别是智能超算技术的发展，超声、CT、核磁等医学影像设备能够将各种疾病特征通过三维显示和量化指标的方法呈现到医生的眼前，分子和功能性成像将为临床诊断带来革命性的变化。另一方面随着加速器物理的发展，人们已经掌握了各种用高能量放射束流来杀死肿瘤细胞的技术，其中包括尖端的质子重离子放射治疗技术，该技术依赖于放射治疗技术与影像引导放射治疗技术的结合，从而对肿瘤病灶实施“精确制导”和“定向爆破”。进一步地，未来医疗技术的发展还将使人类能够真正理解大脑的机理和治疗脑疾病的方法。随着生物材料科学的进一步发展，用于人体生理特征检测的设备和小型化的精准医疗设备，例如达芬奇手术机器人，将在各级医院广泛普及。随着人工智能热潮从与围棋搏弈和无人汽车驾驶逐渐转移到医疗领域，全自动的医学影像智能分析软件将把影像科医生和放疗科物理师从目前繁重重复的劳动中解放出来，大大提高困扰人类半个世纪的肿瘤的诊疗质量。这些技术发展趋势为中国科大生物医学学科与计算机学科交叉发展带来了重大需求，将这一交叉学科与健康产业直接对接，具有无限美好的产业化前景，同时作为高新技术，可以带动国家产业升级和经济转型。

利用深度学习的方法来挖掘医疗大数据中对疾病的预防和诊疗的价值，在更多的医疗大数据的来源和维度中挖掘从结构影像到分子影像的组学关系，利用云计算的方法来增加连接性，将大大提高临床诊疗的效率，真正实现精准医疗。超级计算环境、优质的医疗大数据和优化的深度学习方法，三者结合就能构建起不断进化的自主学习模型，从医疗的历史数据中学习和总结医生的临床医学知识，快速判读影像中的病症特征，辅助医生进行病症分析，提高诊治效率和准确性。针对基层医疗资源不足的现状，医疗大数据的智能分析能够解决基层医疗资源缺乏的根本性问题，给基层医疗机构“赋能”，给基层医生“顶级专家看病的本事”。

在计算机学院领导的高度重视和学院科研主管的精心指导下，先进计算机系统结构实验室的师生们经过长时间的认真准备，将原本“少儿不宜”的“超算+医学影像”科普内容，做成了老少咸宜的“大众口味”，让小朋友们也看得津津有味。两天的“智慧医疗”专题科普活动取得了圆满成功，让社会公众了解到先进的计算机技术将给人类未来的就医方式带来的根本变化。